圖/ Zift @ Flickr 2016年,漫威影業推出電影奇異博士,片中的魔法特效吸引不少人的目光,尤其當古一大師向奇異博士展示鏡次元(Mirror Dimension)時,空間又是扭曲,又是翻轉,整座城市在古一大師的意念下任意變換、轉動,簡直 炫! 到! 爆! 而醬鏡次元的概念不只酷炫,實用度更是高到破表RRR! 想當魔法師卻不會魔法嗎? 沒關係,數學上早有能滿足您想像需求的工具,那就是...矩陣!(哎哎看官們別走啊...肉肉喵都拖到第二段才提了༼☯﹏☯༽) 繼續看下去之前,我已經知道: ロ 向量的內積與正射影(見高中數學第三冊) ロ 矩陣的定義與基本運算(見高中數學第四冊) ロ 旋轉矩陣與鏡射矩陣的推導 ロ 都check了嗎? 那我們開始囉! 圖/Francesca Cesa Bianchi , Milano @ Wikimedia Commons 高中時,我們以解線性方程組為由,引入了 矩陣 一工具,而後介紹到了矩陣的乘法,以及藉由反方陣來解聯立方程式。今天,我們將以 向量的角度 再一次地瞧瞧矩陣這一 噁心的 乘法運算的魅力。準備好你的矩陣,咱們要上場囉! 向量內積 定義 *有向長度 Directed Distance 此處我們引入一個新的長度觀念,也就是 有方向的長度 ,和向量的方向不同,這兒我們所指的方向只有正與負,分別代表同方向與反方向。 正射影 *分量 本篇所提及的分量皆為有向長度,而非向量。 例如: 1.當a向量與b向量夾角介於-90°~90°時,則 a向量 在 b向量 上的分量為,+( a向量 在 b向量 上的正射影長度) 2.當a向量與b向量夾角介於90°~270°時,則 a向量 在 b向量 上的分量為,-( a向量 在 b向量 上的正射影長度) 註1: -90° = 270° 註2: 夾角為 90° 與 270°時,兩向量垂直,分量為0,故正負不影響。 內積與正射影 重新檢視向量內積的定義,便可將其理解為,( a向量 在 b向量 上的分量)乘上( b向量 的長度)。 註1:兩向量內積後為純量,然而,正射影為向量,仍包含方向,故相較於長度,正射影的結果需乘上( b向量 )的單位向...
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